![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Пути образования ОН-радикала в биосистемах
- Реакция Фентона с участием металлов переменной валентности (Fe2+, Cu2+, Co2+, Mn2+ и др.) является основным источником ОН. в большинстве биосистем: Н2О2 + Fe2+ → Fe3+ ОН. + OH- В разложении перекиси водорода наряду с Fe2+ могут участвовать ионы других металлов переменной валентности, металлопротеины и комплексы ионов металлов с органическими молекулами. - Реакция Габера-Вейса: О2 . + H2O2 → О2 + ОН. + ОН-, которая протекает в две стадии: H2O2 + Fe2+ → Fe3+ + ОН. + OH- Fe3+ + О2 . → Fe2+ + О2 Основными источниками каталитически активного железа, способного индуцировать разложение перекисей, в клетках являются ферритин, гемоглобин и микросомы, в которых выявлен пул негемового железа, которое может использоваться для синтеза цитохром р-450-зависимых ферментов. - Реакция Осипова: НОCl + Fe2+ → Fe3+ + ОН. + Cl- Следует отметить, что выход ОН-радикалов в расчете на 1 моль Fe2+ в реакции Осипова в 20 раз выше, чем в реакции Фентона. - Взаимодействие супероксида и оксида азота, так называемый нефентоновский механизм генерации ОН.: О2 . + NO. → ONOOH → OH. + NO2. NO. реагирует с О2 . в 3 раза быстрее, чем фермент супероксиддисмутаза, что позволяет ему успешно конкурировать с СОД за образование бактерицидных продуктов. - Взаимодействие гипохлорита и супероксида: НОCL + О2 . → ОН. + Cl- + O2 - Разложение перекиси водорода может происходить под действием жесткого ультрафиолета: уф H2O2 → ОН. + ОН-
-Радиолиз воды радиация Н2О ¾ → ОН. + Н+ + -eaq
При радиолизе воды образуется также О2 ., H2O2, Н., 1О2, Н2 и другие соединения, однако выход этих продуктов существенно меньше, чем ОН-радикалов. ОН-радикалы, образовавшись, вступают в реакцию с ближайшей молекулой. Этот феномен называют «привязанным к месту» образованием ОН.. Это свойство ОН. используется в некоторых противораковых антибиотиках, которые имеют сродство к нуклеиновым кислотам и могут одновременно хелатировать ионы железа, оставляя их в каталитически активной форме. Так, введение антибиотика блеомицина в клетку приводит к его прочному связыванию с нуклеиновой кислотой. Связанный блеомицин биомицин хелатирует ионы Fe2+ и при добавлении H2O2 вблизи молекулы биомицина генерируются ОН-радикалы, которые индуцируют одно- и двунитевые разрывы ДНК, что приводит к торможению нерегулируемой пролиферации раковых клеток. В живых системах не выработалось ферментативных механизмов защиты от ОН-радикала. Контроль образования ОН. осуществляется путем регуляции уровня О2 . и H2O2 , а также связыванием ионов металлов переменной валентности и удалением их из сферы реакции Фентона. Низкомолекулярные, легкоокисляющиеся соединения – глутатион, урацил, мочевая кислота, маннитол, салицилаты, глюкоза и др. ингибируют ОН-радикалы и защищают биологические структуры. Более специфичным и эффективным ингибитором является эпифизарный гормон мелатонин. Биологические эффекты ОН-радикалов: - участвуют в бактерицидном и цитотоксическом действии лейкоцитов; - вызывают повреждение ДНК. Модификация оснований ДНК в результате действия ОН. приводит к опухолевой траснформации пораженных клеток, а также к образованию аутоантител к трансформированной ДНК и индукции аутоиммунных процессов; - вызывают модификацию мембранных белков; - индуцируют образование липидных радикалов и запускают ПОЛ; - обладают косвенными регуляторными свойствами: участвуют в активации тромбоцитов, активируют растворимую гуанилатциклазу. В целом, цитотоксическое действие кислородных радикалов более чем на 50 % обусловлено ОН-радикалами. Контрольные вопросы 1. Охарактеризуйте синглетный кислород и его биологическую роль 2. Каковы основные пути образования супероксидного анион-радикала в организме? 3. Как функционирует ксантиноксиредуктаза? Каково ее биологическое значение? 4. Как функционирует электрон-транспортная цепь митохондрий? Где локализована сайты образования супероксида? 5. Как образуется супероксид в системе микросомального окисления? 6. Каково строение, функции и биологическая роль НАДФН-оксидазы фагоцитов? 7. В чем проявляются регуляторные и цитоксические эффекты перекиси водорода? 8. Как функционирует Н2О2-сенсор в живых организмах? 9. Каковы пути образования гидроксильного радикала в живых системах? Какова его биологическая роль? 10. Какова роль АФК в индукции апоптоза в митохондриях?
|